1-Conceptos Basicos Energia Solar Termica

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Esp. Ing. René O. Galiano

ingrenegaliano@gmail.comsolrega@gmail.com

Sub Secretaría De Energías RenovablesSECRETARÍA DE ESTADO DE LA ENERGÍA

DE SANTA FE

04/06/2012 Ing. René O. Galiano 2

"The sun shines not on us, but in us""El Sol no brilla sobre nosotros, sino dentro de nosotros" (John Muir)

Fuente de vida.... y energía!

EL SOL

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EL SOL

P= 4 x 1023 kW/seg.Constante solar para la tierra:

1,353 kWh/m2*día

= 19,4 kcal/m2 * min

Equivale a decir la energía aproximada

de

13 lámparas de 100 Watts

3

4Fuentes: Florida Solar Energy Center

Al - Invest - Octubre 2011

Alemania: Con una media solar anual de 2,5 kWh.m2/día poseía a principios de 2010;7.400 MW fotovoltaicos instalados (40 % de la potencia instalada en viviendas particulares. El 50% en naves industriales y grandes edificios. El 10% en huertos solares)

12,9 millones de m2 de colectores para Agua Caliente solar (5000 empresas- 20.000 puestos de trabajo)

Brasil:6 millonesde m2 de colectores de A.C.S.

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19500 cal/m2 –minO sea:

1170Kcal/m2-día

~1170Kcal/m2-día

Áreade 1m2

~ 7,80 m2 = 1m3 de GN

Una caloría es la cantidad de energía necesaria para aumentar en un grado (centígrado) de temperatura, un gramo de agua

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La Radiación Solar

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La luz solar necesita desde el sol hasta la tierra 8 minutos, recorriendo unos 150 millones de kilómetros.

La luz solar está �������� �� �������� ������� �� ��� ������

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InfrarrojoLuz visibleUltravioletaRayos x y radiaciones cósmicas.

cuáles �� ������ ���������

Fracción palpable Las radiaciones infrarrojasFracción visible La luz visibleUna fracción que no se puede verni se puede sentir de inmediato Las radiaciones ultravioletas

L�� ����������� ������� ������ �������

TérmicoÓpticoQuímicoFotoeléctrico

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Dos demandas básicas para el aprovechamiento de la energía solar térmica:

1- Calentamiento de agua con fines sanitarios

2- Calentamiento de un fluido termóforo (agua y aire entre los más comunes) para usos múltiples

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El factor de Captación

C= área de Abertura/ área de absorción

Efecto Invernadero

Aislamiento (fibroso, granulado o celular

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Calentamiento de fluidos para alta potencia

13Ing. R. O. Galiano

Andasol- Granada-España

Acumulación de calor por calentamiento de sólidos

60% de nitrato sódico y un 40% de nitrato potásico

28.500 toneladas de sal

14Ing. René O. Galiano

Calentamiento de Aire: Motor Stirling

Calefactor pasivo de aire

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LAS DOS PARTES FUNDAMENTALES

DEL CALEFON SOLAR

EL TANQUE DE ACUMULACIÓN

COLECTOR SOLAR PLANO COLECTOR SOLAR DE TUBOS DE VACÍO

2 m2 de Colector140 l/día

EL APROVECHAMIENTO DEL AGUA CALIENTE SOLAR

Ing. René O. Galiano- EPE Santa Fe 16

El Funcionamiento básico El proceso es simple: el calor del sol produce el movimiento interno del agua hacia el tanque.

El agua fría regresanuevamente al colector para ser calentada

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Ing. René O. Galiano

Tecnología 1:Tubos Evacuados

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Tubos de Vacío

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1.- Marco de aluminio anodizado.2.- Cubierta de vidrio templado, bajo contenido en fierro.3.- Placa absorbedora. Enrejado con aletas de cobre.4.- Cabezales de alimentación y descarga de agua.5.- Aislante, usualmente poliestireno, o lana de vidrio6.- Caja del colector, galvanizada.

Tecnología 2: El colector plano para ACS

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EFICIENCIA

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Construcción del acumulador

LANA DE VIDRIO EN HILOSVelo de vidrio suelto se coloca envolviéndolo alrededor de la cañería a aislar, DIMENSIONES NORMALES:80 a 120 Kg./m³

Algunas configuraciones de sistemas de ACS

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El tercer elemento esencial:

Diseño superficie colectora total siempre en función del

consumo y el recurso solar para el período de uso

1º2º 3º

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Ing. René O. Galiano

TERMOTANQUE GAS/ELÉCTRICO

Consumo

Dos tipos básicos de circulación del fluido:

1-Termosifón

2-Forzada

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ACS

Etilenglico y Propilaglicol

0,30 a 0,70 m

Ø no inferior a ½” (el recorrido más cortoposible)

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Fuente: ICAEN- maestría en energía sustentable

Configuraciones en propiedad horizontal

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Ing. René O. Galiano- EPE Santa Fe

Israel

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Ing. René O. Galiano- EPE Santa Fe

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Oberá- Misiones

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Madrid

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El mayor edificio de oficinas con energía solar en el mundo se ubica en Dezhou de la provincia de Shandong en China. “Edificio Riyuetan-

Weipai”, tiene una superficie construida total de 75.000 metros cuadrados

Usa la tecnología de integrar el suministro solar de agua caliente, calefacción, refrigeración, y generación fotovoltaica con la arquitectura

Sin embargo los calefones solares hogareños siguen siendo la base del Desarrollo solar térmico: 40 millones de hogares lo usan.

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Un calefón de 10 litros/min (unas 15.000 kilocalorías/h) consume, como mínimo, 1,61 m3 de GN por hora, disponiendo (según la época del año), de hasta 500 litros de agua a unos 38-40ºC

Un termotanque de 150 litros, en la hora consume aproximadamente 0,86 m3 de GN

Consumos y contrastes

Un sistema de ACS de 300 litros día a 45ºC ahorraría, al menos, 1,5 m3 de gas/día: algo más de 300 m3 al año para nuestra zona.

En emisiones de CO2, el ahorro rondaría en 0.38 tn/añoLa Quema de gas natural para producir electricidad o calentar el agua produce alrededor de 450gramos de CO2 por cada kWh de energía producida.

OTROS USOS DOMÉSTICOS

DE LA ENERGÍA SOLAR

TÉRMICA

Ing. René O. Galiano

……COCINAR

CON

EL

SOL !

Ing. René O. Galiano

La Cocina parabólica……..

….y el Horno Solar

Ing. René O. Galiano

LA

COCINA SOLAR

PARABÓLICA REFLECTANTE(LLAMADAS TAMBIÉN

DE “CONCENTRACIÓN”)

Ing. René O. Galiano

La radiación llega desde el Sol y la superficie reflectora del plato la concentra en una pequeña región llamada foco

Las superficies reflectoras parabólicas tienen la propiedad de concentrar la radiación

Supongamos un plato que tiene un perfil con la forma de una curva llamada parábola.

Ing. René O. Galiano

o ingenioso………..

Ing. René O. Galiano

….a lo más grande! Con complicados sistemas de seguimiento solar

Ing. René O. Galiano

•Consiste en un paraboloide de superficie pulida a espejo, que actúa como resultado de la concentración de los rayos solares en un foco.

•Alcanzan temperaturas cercanas a los 300 C en su foco.

•Permite la preparación de todo tipo de comidas.

•Especialmente apta para frituras.

•Tiempos de cocción rápidos.

•Su manejo es fácil, pero requiere atención permanente durante la cocción

La Cocina parabólica:

Ing. René O. Galiano

Producción Local

Sí, se pueden fabricar en el país

Ing. René O. Galiano

EL HORNO SOLAR

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Ing. René O. Galiano

3 Premisas básicas :

CAPTAR LA RADIACIÓN SOLARCONCENTRARLACONSERVARLA

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Ing. René O. Galiano

Conceptos generales más relevantes para el diseño de un HSH

1. Materiales necesarios

2. Diseño y proporciones

3. Realización de la cocina solar

4. Factores culturales para su uso

Horno solar: cubierta, ventana y reflector

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Ing. René O. Galiano

EFECTO INVERNADERO

A. Ganancia decalor

B. Pérdida de calor

C. Almacenaje de calor

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Ing. René O. Galiano

. ALMACENAMIENTO DE CALOR

.

PÉRDIDA DE CALOR CONDUCCIONRADIACIONCONVECCION

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Ing. René O. Galiano

LA POSICIÓN DEL VIDRIOLA POSICIÓN DEL VIDRIO

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Ing. René O. Galiano 53

Ing. René O. Galiano

HORNOS: ALGUNOS DISEÑOS

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ALDEA RURAL ESCOLAR

Arroyo EL GUSANO, Santa Fe

Horno Ñancuñán, Mendoza

Horno pizzero

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Ing. René O. Galiano 56

El deshidratador Solar

Ing. René O. Galiano 57

Damascos secos

Secado Solar en el Cajón del Maipo

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Por último, un artefacto muy útil en zonas con escasez de agua potable: EL DESTILADOR SOLAR

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Ing. René O. Galiano

Ejemplo de Generación Distribuida, en búsqueda de una mayor Eficiencia Energética

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MUCHAS GRACIAS!!

ingrenegaliano@gmail.com

solrega@gmail.com

"URE + Energías Renovables + Arquitectura Bioclimática = Ayudemos a salvar al mundo"

Sub Secretaría De Energías RenovablesSECRETARÍA DE ESTADO DE LA ENERGÍA

DE SANTA FE

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BIBLIOGRAFIALibros

- L’ENERGIA FOTOVOLTAICA. ENEL- Italia 1994- Tecnología Solar . Ed. Mundi-Prensa 2005 Barcelona- Photovoltaics. Solar Energy International. New Society Publishers (2004).- Instalaciones de Energía Solar. Tomo III CENSOLAR – Ed. Progensa- España- Instalación de Paneles Solares Térmicos – Tomás Perales Benito – Alfaomega- Compendio de Energía Solar – José M. Fernández Salgado – Mundi-Prensa

Revista y Publicaciones

• Energía Solar. Ed. Emma Fiorentino Publicaciones Técnicas SRL

- Solar Energy (Revista tecnológica y científica de la Asociación Internacional de Energía Solar)

- Refocus (Revista de divulgación de la Asociación Internacional de Energías Renovables)- Energías Renovables y Medio Ambiente (Revista de la Asociación Argentina de Energías

Renovables y Ambiente- ASADES)